Radioaktiivisten aineiden siirtäminen bakteereihin ja turpeeseen mahdollistaa saastuneen maan puhdistamisen

TIEDOTE | Tuoreet tiedot sekä mikrobien vaikutuksesta radionuklidien käyttäytymiseen pohjoisessa suoympäristössä että bakteerien kyvystä poistaa radioisotooppeja nesteestä tukevat olettamusta, että maaperän mikrobit, kuten bakteerit ja sienet, ovat välttämättömiä sekä liukoisen jodidin että seleniitin poistumiseksi maaliuoksesta. Jodin, seleenin ja cesiumin pitkäikäisiä radioaktiivisia isotooppeja syntyy ydinpolttoaineessa uraaniytimien fission seurauksena. Bakteerien avulla talteen otetulle ei-radioaktiiviselle cesiumille olisi kysyntääkin. Tutkimustulokset esitellään Helsingin yliopistossa perjantaina 16.10.2015 tarkastettavassa Merja Lusan radiokemian alan väitöskirjatyössä.

Ydinenergian tuotannossa syntyvä käytetty ydinpolttoaine loppusijoitetaan Suomessa tilaan, joka rakennetaan kallioperään Olkiluodon saaressa. Seuraavien tuhansien vuosien aikana saari yhtyy manner-Suomeen jääkauden jälkeisen maankohoamisen seurauksena, ja alueelle kehittyy uusia soita. Ydinjätteen loppusijoituksen biosfääriturvallisuuden kannalta tietämys radioaktiivisten isotooppien kulkeutumisesta suoympäristössä on tärkeää. Tämä on myös väittelijä Merja Lusan väitöstutkimuksen peruslähtökohtia.

Väitöskirjassa hän tutkii radioaktiivisen jodidin, seleniitin ja cesiumin kulkeutumiseen ja pidättymiseen vaikuttavia mikrobiologisia sekä ei-elollisia tekijöitä pohjoisessa vähäravinteisessa suoympäristössä. Tutkimus keskittyy erityisesti mikrobien tutkimukseen, sillä soiden mikrobiston vaikutukset radionuklidien käyttäytymiseen ovat pääosin edelleen tuntemattomia.

Bakteerien vaikutusta testattiin laboratoriossa ja luonnollisissa näytteissä

Ympäristössä yleisesti esiintyvien suon eri kerroksista eristettyjen Pseudomonas-, Rhodococcus-, Burkholderia- ja Paenibacillus-sukujen bakteerien todettiin poistavan radioaktiivista jodidia, seleniittiä ja cesiumia nesteestä laboratorio-olosuhteissa, in vitro.  Koesarjoissa toisessa oli kasvuliuosta ja toisessa steriloitua turvetta ja simuloitua suovettä.

Keskimäärin poistuma oli suurinta seleniitille. Tehokkaimmin kaikkia tutkittavia radionuklideja nesteestä poistivat Pseudomonas- ja Paenibacillus-sukujen bakteerit. Yksi eristetyistä Paenibacillus-kannoista poisti jodidia lähes sataprosenttisesti.

Käytetyn ravinneliuoksen lisäksi bakteerien kykyyn poistaa radionuklideja nesteestä vaikutti myös lämpötila.

Sammal-, turve-, lieju- ja savinäytteiden sterilointikokeissa todettiin jodidin ja seleniitin pidättymisen olevan yhteydessä mikrobien toimintaan suoympäristössä myös luonnossa, in vivo. Ilman mikrobeja näiden radionuklidien poistuminen nesteestä oli huomattavasti vähäisempää. Se osoittaa, että mikrobit ovat tärkeitä radionuklidien kulkeutumiselle ja pidättymiselle suoympäristössä.

Suoympäristössä radionuklidien poistumiseen nestefaasista vaikuttivat lisäksi happamuus, savimineraalit ja jodidin kohdalla myös hapettomat olosuhteet.

Ravintoketju vailla radioaktiivisuutta

Radioaktiivisen jodidin kiinnittyminen eloperäiseen ainekseen bakteerien hapetustoiminnan seurauksena, seleniitin pelkistyminen bakteerien avulla sekä jodidin, seleniitin ja cesiumin siirtyminen bakteerisoluihin voivat vähentää näiden nuklidien liikkuvuutta maaperässä ja vesistöissä ja edelleen ravintoketjuissa.

– Tämä mahdollistaisi esimerkiksi bakteerien käytön erilaisissa saastuneiden alueiden puhdistussovelluksissa, väittelijä sanoo.

Radioaktiivisten isotooppien lisäksi stabiilia, ei-radioaktiivista, seleeniä kertyy ympäristöön esimerkiksi öljynjalostuksen sekä hiilenpolton seurauksena. Se on suurina pitoisuuksina myrkyllistä, Lusa muistuttaa.

Asialla on myös toinen puoli. Cesiumin käyttö erilaisissa elektroniikan sovelluksissa on maailmanlaajuisesti lisääntynyt, ja tarvetta on ei-radioaktiiviselle cesiumille. Sitä voitaisiin Merja Lusan mielestä mahdollisesti kerätä talteen bakteerien avulla.

Tietoja väitöksestä: http://helsinginyliopisto.etapahtuma.fi/kalenteri/suomi.aspx?_ga=1.21680...

Tulossa: 9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry, Helsinki, August 29 – September 2, 2016, http://nrc9.it.helsinki.fi/

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, 050 415 0316, @MinnaMeriTenhu

Lue lisää aiheesta: Kestävä kehitys